氧化锆增韧氧化铝陶瓷（ZTA）粉体的制备方法

氧化锆增韧氧化铝（zirconia toughened alumina,ZTA）陶瓷同单相Al2O3和单斜相ZrO2陶瓷相对比，其具有优异的力学特性，在生物医疗、电子、半导体、功能陶瓷等高端工业领域显示出更广阔的应用前景。

氧化锆增韧氧化铝陶瓷英文简称ZTA陶瓷，其硬度高、熔点高，并且耐酸碱腐蚀，同时兼有韧性较强优势，在高温结构陶瓷中具有较多应用场景。进过产业界的研究得到如下三点记录：

1.氧化锆含量在10%~20%时，可以起到抑制晶体生长氧化铝酸性的作用，也就可以起到提升材料硬度的作用。

2.氧化锆含量处于12%~14%时，ZTA陶瓷的硬度和强度均能上升至蕞大值。

3.氧化锆含量为20%时，并且其呈高度分散状态，经过热压烧结处理以后，ZTA陶瓷的机械性能将达到蕞好状态。

在制备ZTA陶瓷过程中，ZrO2与Al2O3复合粉体制备是核心，还涉及到坯体成型以及烧结等多道工序。为了提升氧化锆增韧氧化铝陶瓷的性能，必须首先保障ZrO2/Al2O3复合粉体的质量.

对氧化锆增韧氧化铝陶瓷复合粉体进行制备，可以采用蕞先进的连续法，也有传统的机械混合法、共沉淀法、溶胶-凝胶法以及水热合成法等多种方式。

1.连续法

将氧化锆和氧化铝原材料按照比例混合后，常温常压下，在反应釜内直接反应，生成纳米颗粒，氧化铝完全包裹氧化锆颗粒，经过过滤、烘干后在 880℃煅烧，即得到混合均的ZrO2/Al2O3复合粉体。

2.机械混合法

机械混合法是将单斜相氧化铝和单斜相氧化锆组成复合粉体的粉末进行混合、球磨，然后再进行烧结。机械混合法制备ZrO2和Al2O3复合粉体，需要将粉末原料进行混合以及球磨处理，之后开展烧结工作。该法直接、简便，但不能保证多相组分的均匀分散。

3.共沉淀法

典型的共沉淀法是将ZrOCl2、8H2O及AICl3、6H2O的水溶液配成混合溶液，以雾化方式加入温度恒定在40℃的稀氨水中（pH=9），快速搅拌以产生共沉淀。沉淀物经压滤、烘干磨细后在 840℃煅烧，即得到混合均的ZrO2/Al2O3复合粉体。

4.溶胶-凝胶法

使用溶胶-凝胶法制备ZrO2/Al2O3复合粉体，需要首先将无机或是有机的锆（铝）盐均匀混合于溶液当中，再通过水解以及聚合反应生成溶胶体系。溶胶为透明色，经过老化以及聚合之后，可形成凝胶，针对凝胶实施干燥和煅烧等处理，即可获取ZrO2/Al2O3纳米复合粉体，该制备方式有利于提升Al2O3中ZrO2的分散效果。

5.水热合成法

水热合成法就是使用密闭性良好的压力容器（投资巨大），将水溶液放置于其中作为反应介质，针对容器加热，使常规条件下不溶或是难溶的物质实现溶解，并重结晶。通过应用该方法制备ZrO2/Al2O3复合粉体。

无论采用哪一种方式，既要保障ZrO2的颗粒细度小且颗粒度分布范围窄，又要保证ZrO2的均匀分散，使Al2O3颗粒能够完全包裹ZrO2，以产生良好的增韧效果。

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1、工艺环保，成本可控；

2、粉体纯度高、分散性好、均一性好、形貌可根据客户要求定做等。

3、粉体活性好、振实密度高、烧结后致密度高。

4、应用于齿科氧化锆陶瓷粉体：晶相单一、生物相容性好、有着优异的力学性能及良好的半透明性等。

5、应用于结构陶瓷粉体：粉体烧结温度低、强度高、高韧性、良好的耐磨性和气孔率低等。

6、应用于电子陶瓷粉体：粉体纯度高、成型性好、离子电导率高、活化能高、热膨胀系数低和气孔。